Чтение онлайн

Это самый грубый и недоброжелательный человек из всех, кого я знал.

Астроном Лаланд о Лапласе

Имена Лапласа и Лагранжа часто звучат рядом, но эти двое совсем не были похожи друг на друга. Первый — хвастливый и часто грубый, второй — скромный и скрупулезный. Лаплас придумал новые математические методы, которые гениально применил к изучению природы, но никогда не старался точно их описать. Для Лапласа математика была способом, а не самоцелью. Помимо уточнения расчетов он блестяще проводил операции с математическими выражениями. Иногда его захватывали и расчеты, и тогда он в течение долгих часов решал множество дифференциальных уравнений, вычислял приближения, записывал формулы. В области чистой математики Лагранж всегда затмевал Лапласа, но в прикладной математике, физике и политической деятельности Лапласу не было равных.

Часто, столкнувшись в исследованиях с математической задачей, Лаплас решал ее на скорую руку, в спешке, и не утруждался тем, чтобы записать полный ход рассуждений. Нафанаил Боудич (1773-1838), американский моряк и астроном, который перевел на английский язык и прокомментировал четыре из пяти томов «Небесной механики», отмечал: каждый раз, когда он встречал выражение «легко видеть, что...», то понимал — его ждут часы напряженного труда.

Однако все недостатки Лапласа не должны затмевать его гениальность. С публикацией «Начал» Ньютона в 1687 году начался новый этап в истории физики и вообще в науке. Именно на этих принципах был построен мир. Принято считать, что ньютонова физика завершила новое описание природы, но это не так. Три математика — Эйлер, Лагранж и Лаплас — разделили между собой вселенную, открытую Ньютоном. Они начали изучать области, которые до сих пор считались непостижимыми, и окончательно доказали, что все неясности и загадки в движениях небесных тел управляются одним принципом, одним законом. Речь идет, как вы уже догадались, о законе всемирного тяготения. Эта работа принесла ученым широкую известность. До Лапласа считалось, что Солнечная система обречена потерять Сатурн и больше никогда не увидеть этой планеты с прекрасными кольцами. А Юпитер — этот гигант, рядом с которым Земля кажется крошечной, — должен был слиться с раскаленной материей Солнца. Да и спутник наших ночей Луна должна была столкнуться с Землей. Лаплас доказал, что система мира устойчива и в ней можно ожидать очень небольших изменений, но никак не грандиозных катастроф.

Наконец, Пьер-Симон Лаплас был одним из величайших последователей Ньютона, он всеми силами защищал своего кумира. Лаплас никогда не был революционером в науке, в отличие от самого Ньютона или, позже, Эйнштейна. Он никогда не подвергал сомнению воспринятые им основы. Но это совсем не означает, что ученый не сделал великих открытий: ему принадлежат уравнение Лапласа, периодические неравенства Юпитера, Сатурна и Луны, обоснование устойчивости системы мира, гипотеза газовой туманности, аналитическая теория вероятностей, правило Лапласа, основы статистического вывода, преобразование и так далее. Не стоит забывать и о его решающем вкладе в утверждение метрической системы или философскую защиту детерминизма. Эти достижения по плечу далеко не всем! Открытия, носящие его имя, и по сей день, два века спустя, остаются в числе важных научных инструментов. Так что уважение, которое потомки питают к Лапласу, вполне обоснованно. В его честь назван лунный кратер, его имя внесено в список 72 величайших ученых Франции, помещенный на первом этаже Эйфелевой башни.

Большинство математиков, физиков и инженеров вспоминают о французском ученом каждый раз, когда используют преобразование Лапласа для решения дифференциальных уравнений. Несмотря на то что сходную идею выдвигал и Эйлер, именно Лапласу принадлежит точная формулировка, опубликованная в серии научных исследований между 1782 и 1785 годом. Его метод состоит в преобразовании дифференциального уравнения в алгебраическое, которое решить намного легче. Открытие получило распространение только в конце XIX века: инженер-электрик Оливер Хэвисайд (1850-1925) предложил тип операционного исчисления для решения дифференциальных уравнений, используя это преобразование. Особую популярность таблицы с преобразованиями Лапласа приобрели в годы Второй мировой войны: их использовали в радарных наблюдениях. Вне всяких сомнений, Лаплас, всегда внимательный к потребностям государства, был бы горд.

Лаплас оставил не только научное, но и социальное наследие. Отпечаток его деятельности несут научная политика и философия науки. В этой книге мы постарались набросать картину богатейшей эпохи, в которой ему выпало жить. Мы узнали о множестве выдающихся ученых (д’Аламбер, Кондорсе, Лавуазье, Карно, Лежандр, Лагранж, Монж, Фурье и другие), присутствовавших при рождении современной политики и науки.

Лаплас последовательно был подданным короля, гражданином Республики, министром, сенатором, графом наполеоновской Империи и маркизом реставрированной монархии Бурбонов. Он всегда сохранял прекрасные отношения с властью, поэтому смена режимов во Франции никогда не мешала его личным достижениям или реализации научных проектов. Можно утверждать, что Лаплас был последним натурфилософом и первым современным ученым. Он увидел природу исключительно сквозь призму математики и исключил любое возвращение науки к метафизике.

В середине XIX века, в 1840-х годах, Уильям Уэвелл (1794-1866) ввел в широкий обиход термин научный деятель (scientist), но впервые это выражение появилось не у него. Первым, кто квалифицировал ученых как «научных деятелей», насмешливо ссылаясь на проект измерения Земли для создания единой системы мер и весов, был кровожадный Жан- Поль Марат. Лаплас жил между этими двумя мирами и играл ведущую роль в революционном процессе, в результате которого ученые XVIII века стали научными деятелями XIX века. Первые были приверженцами старого режима, вторые склонялись к новому обществу, возникшему из пламени революции, в которой они служили уже не королю, а нации. На науку была возложена новая роль — общественное служение: как ради образования, так и для решения социальных проблем. Новая политика, одним из создателей которой был Лаплас, требовала научного профессионализма.

Людовик XVIII спасает Францию. Луи- Филипп Крепен (1772-1851).

Наполеон на острове Святой Елены. Франсуа Жозеф Сандманн (1803-1856).

Вначале Лаплас был похоронен на парижском кладбище Пер- Лашез, но в 1888 году его прах перевезли в мавзолей (фото) Сен- Жюльен-де- Майок в Нижней Нормандии.

Также, несомненно, герой этой книги был первым позитивистом. Благодаря Лапласу наука о небе — небесная механика — получила привилегированный статус, потому как стало возможным выразить ее на языке математики и с большой точностью прогнозировать будущее. Именно эта наука благодаря импульсу, полученному от Лапласа, позволила создать методологический инструментарий современной науки, рожденной Французской революцией. Для Лапласа небесная механика представляла парадигму науки, модель, которая должна определить методы научного исследования. Рецепт прост: нужно рассчитать и предсказать. К земному миру можно применить те же методы, что и к небесному. Это настоящий урок позитивизма! В каком-то смысле Лаплас стал предшественником Огюста Конта (1798-1857), философа XIX века, для которого механическая астрономия была первой из научных дисциплин, зеркалом, в котором должны отражаться другие науки. Убежденный в универсальности и могуществе математики, Лаплас бросился завоевывать многие неизведанные до того времени области, включая теорию вероятностей, статистику, демографию, электоральную математику, теорию распространения тепла и так далее. Благодаря упорству и настойчивости он смог выковать удивительную идею о том, что математика лежит в основе всех знаний и любого действия. Эта концепция справедлива и в наши дни.

Март 1823 года ознаменовался 50-летней годовщиной принятия Лапласа в члены Академии. Торжественная церемония в честь великого основателя французской науки была организована 24 апреля. Из академиков, которые принимали Лапласа в 1773 году, мало кто остался в живых. Кондорсе, Лавуазье и Байи стали жертвами революции. В 1813 году умер Лагранж, в 1818-м — Монж, в 1822-м — Деламбре и Бертолле. Один Лежандр, большой враг Лапласа, был еще рядом с ним.

Лаплас не прекращал интеллектуальную деятельность почти до самой смерти, несмотря на многочисленные проблемы со здоровьем. В это время он начал интересоваться биографией Ньютона, которым так восхищался и с которым его постоянно сравнивали. Лаплас пытался понять, что заставило этого британца покинуть науку, заняться теологией и отвести Богу центральную роль в системе мира. Он, Ньютон революционной и наполеоновской Франции, напротив, представил Вселенную полностью детерминистской.

Холодным февральским днем 1827 года после работы в Бюро долгот Лаплас вернулся домой больным. Лихорадка заставила его лечь в постель, и на следующий день его состояние ухудшилось. Он больше не поднимался.

В субботу, 3 марта, Лаплас все-таки набрался сил и принял визитеров. Пуассон подвел к своему наставнику Бувара: «Господин Лаплас, — сказал он,— вот ваш хороший друг Бувар, его расчеты помогли вам в блестящих открытиях Юпитера и Сатурна, слава о которых сохранится навсегда». Помолчав, Лаплас произнес свои последние слова: «То, что мы знаем, так ничтожно по сравнению с тем, о чем мы не знаем... Человек гонится за химерами». Эти слова напомнили людям, стоявшим у его изголовья, замечание Ньютона: «Я смотрю на себя как на ребенка, который, играя на морском берегу, нашел несколько камешков поглаже и раковин попестрее, чем удавалось другим, в то время как великий океан истины продолжает хранить от меня свои тайны».

Лаплас умер в понедельник 5 марта 1827 года, в 9 часов утра. Ньютон ушел в мир иной 20 марта 1727 года, почти за один век до этого.

Bell, Е.Т., Los grandes matem'aticos, Buenos Aires, Losada, 2010.

Bergasa, J., Laplace, el matem'atico de los cielos, Madrid, Nivola, 2003.

Boyer, C., Historia de la matem'atica, Madrid, Alianza Editorial, 2007.

Ferris, T., La aventura del universo, Barcelona, Cr'itica, 2007.